一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法及系统，所述方法通过在深度区间内进行陈列声波测井，获取深度区间内正交偶极四分量陈列波形数据，运用声波信号的散射衰减品质因子识别岩石均匀各向异性，岩石非均匀各向异性的结果可用于指导油气开发，为油气的勘探、开采和生产提供重要的信息。

Identification method and system for heterogeneous anisotropy of well bore rock

The invention provides a method and system for identifying non-uniform anisotropy of rock around wells. The method obtains quadrature dipole four component display waveform data in depth interval by displaying acoustic logging in depth interval, and identifies rock homogeneous anisotropy and rock heterogeneity by using scattering attenuation quality factor of acoustic signal. The results of homogeneous anisotropy can be used to guide oil and gas development and provide important information for oil and gas exploration, exploitation and production.

【技术实现步骤摘要】
一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法及系统
本专利技术涉及油气和矿产资源勘探
，特别涉及一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法及系统。
技术介绍
地下岩石普遍存在非均匀性。由于岩石圈中岩石的成分、密度、相态和缝洞中流体的组成、温度和压力等不均匀性，实际地层介质弹性参数，如弹性模量、速度和泊松比等，在空间分布上往往是非均匀的。岩石非均匀的各向异性识别对于油气和矿产资源的精细勘探至关重要。测井尺度的岩石非均匀各向异性可以通过不同方位的时差差异、层析成像等方法进行识别，这些方法利用的主要是声波测井数据中的直达波信息，只能评价井壁附近的岩石非均匀各向异性。目前对于远离井壁的岩石非均匀各向异性的识别方法研究较少。事实上，当远离井壁的岩石存在非均匀各向异性时，不同方位会产生不同强度的散射波，可以利用不同方向声波测井数据中散射波的强弱识别岩石非均匀各向异性。而在声波测井常规数据处理中，散射波和尾波往往被视为噪声而加以压制。现代声波测井仪器已广泛应用于油气勘探，采集了大量正交偶极的阵列声波测井数据。如果能从声波测井数据正确分析和提取岩石的非均匀各向异性信息，将会提供很有价值的地层信息，并为声波测井的处理和解释开辟新的应用前景。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法及系统，计算不同方位偶极声波散射衰减品质因子识别岩石非均匀各向异性，为计算声波测井频率下井周岩石非均匀各向异性识别提供一种实用可行的方法和技术。为实现上述目的，本专利技术提供一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，所述方法包括以下步骤：S1、在深度区间内进行陈列声波测井，获取深度区间内正交偶极四分量陈列波形数据；S2、根据步骤S1获取深度区间多个深度位置的正交偶极四分量声波测井数据，并记录每一个深度位置处的仪器方位；S3、将步骤S2中获取的任一深度位置偶极四分量测井数据由仪器坐标转换到地球坐标系下，构建不同方位的偶极声波测井数据；S4、将方位为的偶极声波测井数据进行带通滤波，消除测井随机噪声，得到滤波后的偶极声波测井数据v(t)；S5、利用希尔伯特变换计算v(t)的能量包络A(t)；S6、创建目标函数ΔE，所述目标函数ΔE定义为理论的能量包络AC(t)和实测的能量包络A(t)的函数：ΔE(t,QI,QS)＝|AC(t)-A(t)|2其中QS为散射衰减品质因子，QI为固有衰减品质因子；S7、根据步骤S6求解目标函数，得到方位为的全局极小值和进而得到不同方位散射衰减品质因子的集合根据集合中元素的差异判断岩石是否具有非均匀各向异性；S8、重复步骤S3～步骤S7，获得深度区间内岩石非均匀各向异性结果。在上述技术方案中，步骤S2中仪器方位为所述任一深度位置的正交偶极四分量声波测井数据的任一个偶极相对于地球北极的方位。在上述技术方案中，步骤S4中所述方位取值区间为0度～360度。在上述技术方案中，步骤S6中所述理论的能量包络AC(t)可由三维非均匀模型的能量包络表达式如下计算得到：其中，f为频率，td为直达波走时，ID是直达波振幅AD在时间窗(t1,t2)的积分，表示为在上述技术方案中，步骤S7所述集合中元素的差异判断分为以下步骤：S71、若集合中任意两个元素数值相等，则岩石为非均匀各向同性；S72、若集合中存在两个数值不相等的元素，则岩石为非均匀各向异性；本专利技术还提供一种井周岩石非均匀各向异性的识别系统，其特征在于，所述系统包括采集模块、记录模块、转换模块、滤波模块、计算模块、创建模块、判断模块和循环模块；采集模块，用于在深度区间内进行陈列声波测井，采集深度区间内正交偶极四分量陈列波形数据；记录模块，用于在深度区间多个深度位置的正交偶极四分量声波测井数据的获取点，记录深度位置处的仪器方位；转换模块，用于将获取的任一深度位置偶极四分量测井数据由仪器坐标转换到地球坐标系下，构建不同方位的偶极声波测井数据；滤波模块，用于将方位为的偶极声波测井数据进行带通滤波，消除测井随机噪声，得到滤波后的偶极声波测井数据v(t)；计算模块，用于运用希尔伯特变换计算v(t)的能量包络A(t)；创建模块，创建目标函数ΔE，所述目标函数ΔE定义为理论的能量包络AC(t)和实测的能量包络A(t)的函数：ΔE(t,QI,QS)＝|AC(t)-A(t)|2其中QS为散射衰减品质因子，QI为固有衰减品质因子；判断模块，用于求解目标函数，得到方位为的全局极小值和进而得到不同方位散射衰减品质因子的集合根据集合中元素的差异判断岩石是否具有非均匀各向异性；循环模块，用于循环重复转换模块～判断模块，获得深度区间内岩石非均匀各向异性结果。在上述技术方案中，记录模块中仪器方位为所述任一深度位置的正交偶极四分量声波测井数据的任一个偶极相对于地球北极的方位。在上述技术方案中，滤波模块中所述方位取值区间为0度～360度。在上述技术方案中，创建模块中所述理论的能量包络AC(t)可由三维非均匀模型的能量包络表达式如下计算得到：其中，f为频率，td为直达波走时，ID是直达波振幅AD在时间窗(t1,t2)的积分，表示为在上述技术方案中，判断模块中所述集合中元素的差异判断分为以下模块：相同模块，若集合中任意两个元素数值相等，则岩石为非均匀各向同性；相异模块，若集合中存在两个数值不相等的元素，则岩石为非均匀各向异性。本专利技术一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法及系统，具有以下有益效果：本专利技术采用不同方位散射衰减品质因子的差异来识别岩石非均匀各向异性，与现有技术方案只能判断井壁附近岩石非均匀各向异性相比，本专利技术可判断远离井壁岩石的非均匀各向异性。岩石非均匀各向异性的结果可用于指导油气开发如井位优化、酸化压裂等，为油气的勘探、开采和生产提供重要的信息。附图说明图1为本专利技术一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法流程图；图2为本专利技术实施例计算得到的某一深度位置不同方位散射衰减品质因子示意图；图3为本专利技术一种井周岩石非均匀各向异性的识别系统模块图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述，本专利技术提供一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，所述方法包括以下步骤，如图1所示：S1、在深度区间内进行陈列声波测井，获取深度区间内正交偶极四分量陈列波形数据；所述正交偶极四分量阵列数据是用多极子测井仪器的偶极模式采集的数据，正交偶极是相互垂直的两组换能器X和Y，与X1和Y1发射对应的接收X2和Y2，采集的数据为四组数据分别为：X1发X2收、X1发Y2收、Y1发X2收、Y1发Y2收。S2、根据步骤S1获取深度区间多个深度位置的正交偶极四分量声波测井数据，并记录每一个深度位置处的仪器方位；其中，仪器方位为所述任一深度位置的正交偶极四分量声波测井数据的任一个偶极相对于地球北极的方位。S3、将步骤S2中获取的任一深度位置偶极四分量测井数据由仪器坐标转换到地球坐标系下，构建不同方位的偶极声波测井数据；其中，通过四组数据组合计算得到不同方位的偶极声波测井数据即为横波数据。S4、将方位为的偶极声波测井数据进行带通滤波，消除测井随机噪声，得到滤波后的偶极声波测井数据v(t)；其中，所述方位取值区间为0度～360度，为方位的横波数据。S5、利用希尔伯特变换计算v(t)的能量包络A(t)；S6、创建目标函数ΔE，所述目标函数Δ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:S1、在深度区间内进行陈列声波测井，获取深度区间内正交偶极四分量陈列波形数据；S2、根据步骤S1获取深度区间多个深度位置的正交偶极四分量声波测井数据，并记录每一个深度位置处的仪器方位；S3、将步骤S2中获取的任一深度位置偶极四分量测井数据由仪器坐标转换到地球坐标系下，构建不同方位的偶极声波测井数据；S4、将方位为

【技术特征摘要】
1.一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:S1、在深度区间内进行陈列声波测井，获取深度区间内正交偶极四分量陈列波形数据；S2、根据步骤S1获取深度区间多个深度位置的正交偶极四分量声波测井数据，并记录每一个深度位置处的仪器方位；S3、将步骤S2中获取的任一深度位置偶极四分量测井数据由仪器坐标转换到地球坐标系下，构建不同方位的偶极声波测井数据；S4、将方位为的偶极声波测井数据进行带通滤波，消除测井随机噪声，得到滤波后的偶极声波测井数据v(t)；S5、利用希尔伯特变换计算v(t)的能量包络A(t)；S6、创建目标函数ΔE，所述目标函数ΔE定义为理论的能量包络AC(t)和实测的能量包络A(t)的函数：ΔE(t,QI,QS)＝|AC(t)-A(t)|2其中QS为散射衰减品质因子，QI为固有衰减品质因子；S7、根据步骤S6求解目标函数，得到方位为的全局极小值和进而得到不同方位散射衰减品质因子的集合根据集合中元素的差异判断岩石是否具有非均匀各向异性；S8、重复步骤S3～步骤S7，获得深度区间内岩石非均匀各向异性结果。2.根据权利要求1所述一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，其特征在于，步骤S2中仪器方位为所述任一深度位置的正交偶极四分量声波测井数据的任一个偶极相对于地球北极的方位。3.根据权利要求1所述一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，其特征在于，步骤S4中所述方位取值区间为0度～360度。4.根据权利要求1所述一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，其特征在于，步骤S6中所述理论的能量包络AC(t)可由三维非均匀模型的能量包络表达式如下计算得到：其中，f为频率，td为直达波走时，ID是直达波振幅AD在时间窗(t1,t2)的积分，表示为5.根据权利要求1所述一种井周岩石非均匀各向异性的识别方法，其特征在于，步骤S7所述集合中元素的差异判断分为以下步骤：S71、若集合中任意两个元素数值相等，则岩石为非均匀各向同性；S72、若集合中存在两个数值不相等的元素，则岩石为非均匀各向异性。6.一种井周岩石非均匀各向异性的识别系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑创，唐晓明，苏远大，庄春喜，罗明璋，李修权，张磊，陈伟国，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42